慢跑人体下肢多关节运动控制策略的研究

摘要

人体的肢体运动通常是多关节运动.在其运动控制过程中,中枢神经系统需要处理的最重要的生物力学特性信息就是多环节链状系统特性.具体体现在肢体运动时,任何一个环节的运动都会产生被动力矩(互动力矩)作用于其他环节.这种关节间的相互作用被称为动力学耦合.对上肢多关节运动的相关研究发现,互动力矩在多关节运动控制中发挥着重要作用,且不同的关节在肢体链中所扮演的角色不同.就人体矢状面而言，根据主导关节假说，在慢跑支撑期，膝、踝为主导关节，髋为从属关节。在摆动期，髋成为主导关节，而膝、踝为从属关节。此外由于两个分期运动任务不同，各关节的运动控制策略也有所不同。在支撑期，下肢完成远固定运动（闭链运动），远端关节（踝、膝）发力大于近端关节（髋）；在摆动期，下肢完成近固定运动（开链运动），关节用力大小顺序为髋、膝、踝。人体下肢运动的协调控制正是有效地利用了接触力矩和惯性力矩等被动力矩，以达到省力，高效的目的。